1. 亮度与视角
亮度主要取决于LED的发光强度和LED密度，近几年LED在衬底、外 延、芯片及封装等方面的新技术层出不穷，尤其是氧化锢锡(ITO)电流扩展层技术及 工艺的稳定与成熟，使LED的发光强度有了大幅提高。目前，国际一流品牌小功率LED 在水平视角为110°、垂直视角为50°的情况下，绿管的发光强度已高达4000mcd,红 管达1500mcd,蓝管达lOOOmcdo在像素间距为20mm时，LED显示屏亮度可达到10 OOOnit 以上，LED显示屏可在任何环境下全天候工作。
对于同一块LED显示屏，当人们正对着它观看时，亮度最亮，当人们走到它的两个 侧面观看时，亮度会逐渐降低，在两侧当亮度降低到正面的1/2时，在这两个侧面位置 处的观看方向与LED显示屏中心点法线方向的夹角就是该LED显示屏的视角。LED显 示屏的视角反映的是从侧面观看的效果是否好，视角大，侧面观看效果好。反之，侧面 观看效果就差，LED显示屏的视角一般分水平视角和垂直视角。一般室内屏水平视角在 150°以上为宜，一般室外屏水平视角在100°以上为宜。
2. 均匀性与清晰度
LED各项性能参数不一致是影响均匀性的主要原因，制约LED显示屏清晰度改善 的主要原因是均匀性而不是像素间距。LED显示屏技术发展到今天，均匀性已成为衡量 LED显示屏优劣的最重要指标。人们常说LED显示屏“点点灿烂，片片辉煌”，就是对 像素之间和模块之间严重不均匀的一种形象比喻。专业一点的说法是“灰尘效应”和“马 赛克现象”。造成不均匀现象的根源主要有如下几种。
（1） LED各项性能参数的不一致。
（2） LED显示屏在生产、安装过程中组装精度的不足。
（3） 其他电子元器件的电参数一致性不够；模块、PCB设计的不规范等。
其中“LED各项性能参数的不一致”是主因°LED各项性能参数的不一致主要包括: 光强不一致、光轴不一致、色坐标不一致、各基色光强分布曲线不一致以及衰减特性不 一致等。如何解决LED性能参数的不一致现象，目前业内主要有两种技术途径。
（1） 通过对LED规格参数的进一步细分，提高LED各项性能的一致性。
（2） 通过后续校正的方式来改善LED显示屏均匀性，后续校正也从早期的模组校 正、模块校正，发展到今天的逐点校正。校正技术则从单纯的光强校正，发展到光强+色 坐标校正。
通过后续校正的方式来改善LED显示屏均匀性并不是能完全改善的，其中，光轴不 一致、光强分布曲线不一致、衰减特性不一致、拼装精度差以及设计的不规范等是无法 通过后续校正来消除的，甚至这种后续校正会使光轴、衰减、拼装精度方面的不一致更 加恶化。因此，后续校正仅是治表，而LED参数细分才是治本，才是LED显示产业未 来发展的主流。
就LED显示屏均匀性与清晰度的关系而言，业界则常存在一个认识上的误区，即以 分辨率替代清晰度。其实LED显示屏清晰度是人眼对LED显示屏分辨率、均匀性（信 噪比）、亮度、对比度等多项因素综合的主观感受。单纯缩小像素间距提高分辨率，而忽 视均匀性，对提高清晰度是毫无疑义的。一个存有严重“灰尘效应”和“马赛克现象” 的LED显示屏，即使它的像素间距再小，分辨率再高，也不可能得到一个良好的图像清 晰度。因此，从某种意义上讲，目前制约LED显示屏清晰度改善的主因是“均匀性”而 不是“像素间距”。
3. LED显示屏像素失控率
像素失控率是指LED显示屏的最小成像单元（像素）工作不正常（失控）所占的比 例，而像素失控有两种模式。
（1） 盲点，也就是瞎点，在需要亮的时候它不亮，称之为瞎点。
（2） 常亮点，在需要不亮的时候它反而一直在亮着，称之为常亮点。
LED像素的组成通常有2R1G1BC2颗红LED、1颗绿LED和1颗蓝LED）、1R1G1B （1 颗红 LED、1 颗绿 LED 和 1 颗蓝 LED）、2R1G （2 颗红 LED、1 颗蓝 LED）、3R6G （3颗红LED、6颗蓝LED）等,而失控一般不会是同一个像素里的红、绿、蓝LED同 时全部失控，但只要其中一颗LED失控，即认为此像素失控。为简单起见，按LED显 示屏的各基色（即红、绿、蓝）分别进行失控像素的统计和计算，取其中的最大值作为 LED显示屏的像素失控率。
失控的像素数占全屏像素总数之比，称之为“整屏像素失控率”。另外，为避免失控 像素集中于某一个区域，提出“区域像素失控率”，也就是在100x 100像素区域内，失 控的像素数与区域像素总数（即10 000）之比。此指标对《LED显示屏通用规范》SJ/T 11141-2003中“失控的像素是呈离散分布”要求进行了量化，方便直观。
目前国内的LED显示屏在出厂前均会进行老化，对失控像素的LED进行维修或更 换，“整屏像素失控率”控制在1/1。4之内、“区域像素失控率”控制在3/104之内，甚至 有的个别厂家的企业标准要求出厂前不允许出现失控像素。在不同的应用场合下，像素 失控率的实际要求可以有较大的差别，一般来说，LED显示屏用于视频播放，指标要求 控制在1/1。4之内是可以接受，也是可以达到的；若用于简单的字符信息发布，指标要 求控制在12/104之内是合理的。
造成LED显示屏像素失控的原因很多，其中最主要的原因就是“LED失效”，静电 放电是失效最大诱因。LED失效的主因又可分为两个方面：一是LED自身品质不佳； 二是使用方法不当。
很多LED的失效通常在LED的常规检验测试中是无法发现的，除了在受到静电放 电、大电流（造成结温过高）、外部强力等不当使用外，很多LED失效是在高温、低温、 温度快速变化或其他恶劣条件下，由于LED芯片、环氧树脂、支架、内引线、固晶胶、 PPA杯体等材料热膨胀系数的差异，引发其内部应力的不同而产生的，因此，LED的质 量检测是一项十分复杂的工作。
对于GaN基LED而言，静电放电是其失效的最大诱因。静电放电导致LED失效的 机理非常复杂，设备、工具、器皿及人体均有可能带有静电并对其放电，这种静电少则 几百伏，高则几万伏，放电时间在纳秒级水平。在LED显示屏生产、安装、使用过程中 出现的蓝、绿LED失效，往往就是LED的PN结被静电放电击穿所至。国际静电协会 严格规定了标准静电放电模式，主要分为人体放电模式（HBM）和机器放电模式（MM）。 我国将器件对静电放电的敏感度（ESDS）分为三个等级（人体模式）：1级为0-1999V； 2级为2000〜3999V； 3级为4000V以上。
一般情况下LED的静电放电敏感度在人体模式下在几百伏至上万伏，而在机器模式 下只有几十伏至500Vo LED显示屏由于生产过程繁杂，静电放电防不胜防，因此，LED 静电放电敏感度应选择2级或以上为宜（人体模式），而静电防护必须贯穿生产、安装、 使用全过程。
4. 灰度等级
灰度也称为色阶或灰阶，是指像素发光明暗变化的程度。一种基色的灰度一般有8 级至1024级。例如，若每种基色的灰度为256级，对于双基色彩色屏，其显示颜色为 256x256 = 64K色，亦称该屏为256色显示屏。对于数字化的显示技术而言，灰度是显 示色彩数的决定因素。一般而言灰度越高，显示的色彩越丰富，画面也越细腻，更易表 现丰富的细节。
灰度等级主要取决于系统的A/D转换位数，当然系统的视频处理芯片、存储器以及 传输系统都要提供相应位数的支持才行。目前国内LED显示屏主要釆用8位处理系统， 也即256 （28）级灰度。简单理解就是从黑到白共有256种亮度变化。釆用RGB三原色 即可构成256x256x256= 16 777 216种颜色。即通常所说的16兆色。国际品牌显示屏 主要釆用10位处理系统，即1024级灰度，RGB三原色可构成10.7亿种颜色。
灰度虽然是决定色彩数的决定因素，但并不是说无限制越大越好。因为首先人眼的 分辨率是有限的，再者系统处理位数的提高会牵涉系统视频处理、存储、传输、扫描等 各个环节的变化，成本剧增，性价比反而下降。一般来说民用或商用级产品可以釆用8 位系统，广播级产品可以釆用10位系统。
5. 亮度鉴别等级
亮度鉴别等级是指人眼能够分辨的图像从最黑到最白之间的亮度等级。前面提到显 示屏的灰度等级有的很高，可以达到256级甚至1024级。但是由于人眼对亮度的敏感性 有限，并不能完全识别这些灰度等级。也就是说可能很多相邻等级的灰度人眼看上去是 一样的。而且眼睛分辨能力每人各不相同。对于显示屏，人眼识别的等级自然是越多越 好，因为显示的图像毕竟是给人看的。人眼能分辨的亮度等级越多，意味着显示屏的色 空间越大，显示丰富色彩的潜力也就越大。亮度鉴别等级可以用专用的软件来测试，一 般显示屏能够达20级以上就算是比较好的等级了。
6. 灰度非线性变换
灰度非线性变换是指将灰度数据按照经验数据或某种算术非线性关系进行变换再提 供给显示屏显示。由于LED是线性器件，与传统显示器的非线性显示特性不同。为了让 LED显示屏的显示效果能够符合传统数据源的同时又不损失灰度等级，一般在LED显 示系统后级会做灰度数据的非线性变换，变换后的数据位数会增加（保证不丢失灰度数 据）。现在国内一些控制系统供应商所谓的4096级灰度或16 384级灰度或更高都是指经 过非线性变换后的灰度等级。4096级是釆用了 8位源到12位空间的非线性变换技术， 16 384级则是釆用8位到16位的非线性变换技术。由8位源做非线性变换，转换后空 间肯定比8位源大。一般至少是10位。如同灰度一样，这个参数也不是越大越好，一般 12位就可以做足够的变换了。
7. 寿命
LED显示屏的寿命是由多种因素决定的，其他因素造成的寿命终结是可以通过零部 件（比如开关电源）的更换来不断地延续LED显示屏的寿命。而LED则是不可能被大 量更换的，因此，一旦LED寿命终结，则意味着LED显示屏寿命的终止。一定意义上 LED的寿命决定了 LED显示屏的寿命，LED的寿命通常以发光强度衰减到初始值50% 的时间为寿命期。LED作为一种半导体材料，人们常说有10万小时寿命，但那是在理 想条件下的评估。而在实际使用状况下是达不到的。可用一个简单的实验方法和计算公 式可以测算LED的寿命：将LED放置于与实际工作环境相同的条件下工作1000h,并 测得光强的初始值和终值，然后通过公式就可推出LED的寿命期。选定某著名品牌蓝光 LED在环境温度为50°C、电流为20mA的环境下工作1000h后测得终值为0.88 x初始值，
根据公式可计算出该蓝光LED在该环境下的寿命为5422ho
LED寿命决定LED显示屏的寿命，但并不是说LED寿命等于LED显示屏寿命。由 于LED显示屏在工作时并不是每只LED每时每刻都在满负荷工作，LED显示屏在正常 播放视频节目的情况下，LED显示屏的寿命期应该是LED寿命期的6〜10倍，当LED 工作在小电流的状况下寿命可以更长。因此，选用该品牌LED的LED显示屏寿命期可 达5万小时左右。
延长LED寿命可从器件制造和器件应用两方面着手，从器件制造方面来讲：选择优 质的外延材料；加大芯片面积，减小电流密度；均衡电流密度；降低热阻；选择性能优 良而抗紫外能力强的封装材料等都可以使LED寿命更长。
从器件应用方面讲：将散热作为从模块设计到工程实施甚至将来系统维护的一个中 心工作；降低LED工作电流；正确配置LED,使各基色LED同步衰减等，都是可以延 长LED使用寿命的。
8. 能耗与能效
提高LED光效，降低LED显示屏能耗是发展方向，降低LED显示屏能耗是LED 显示屏技术一个重要的发展方向，它具有如下积极意义。
（1） 降低电力增容、动力设备及散热设备的投入。
（2） 节能、减排，保护环境，节省电费降低运营成本。
（3） 降低LED显示屏温升，延缓LED衰减速度，延长LED显示屏寿命，提高LED 显示屏系统的可靠性。
（4） 减小LED显示屏光电参数的温漂，稳定图像效果。
9. LED质保技术
要生产岀高质量的LED显示屏，需在以下几方面开展工作。
（1） 防静电。在LED显示屏装配时，应有良好的防静电措施。专用防静电地、防静 电地板、防静电烙铁、防静电台垫、防静电环、防静电衣、湿度控制、设备接地（尤其 切脚机）等都是基本要求，并且要用静电仪定期检测。
（2） 驱动电路布局布线设计。LED显示屏驱动电路板上的驱动IC布局、布线会影 响到LED的亮度，由于驱动IC输出电流在PCB±传输距离过远，会使得传输路径压降 过大，而影响LED的正常工作电压导致其亮度降低。LED显示屏四周的LED亮度比中 间低一些，就是这个原因。要保证LED显示屏亮度的一致性，就要优化驱动电路的布局 布线设计。
（3） 设计电流值。LED的标称电流为20mA, 一般应使其最大使用电流不超过标称 值的80%,尤其对于点间距很小的LED显示屏，由于散热条件不佳，还应降低电流值。 根据经验，由于红、绿、蓝LED衰减速度的不一致性，有针对性地降低蓝、绿LED的 电流值，以保持LED显示屏长时间使用后白平衡的一致性。
（4） 混灯。同一种颜色不同亮度的LED需要混灯，或按照离散规律设计的插灯图进 行插灯，以保证整屏每种颜色亮度的一致性。此工序如果出现问题，会出现LED显示屏 局部亮度不一致的现象，直接影响LED显示屏的显示效果。
（5） 控制好LED的垂直度。对于直插式LED来说，在波峰焊时要有足够的工艺技 术保证LED垂直于PCB。任何偏差都会影响已经设置好的LED亮度一致性，出现亮度 不一致的色块。
（6） 波峰焊温度及时间须严格控制。波锋焊的预热温度为100°C±5°C,最高不超过 120°C,且预热温度上升要求平稳，焊接温度为245°C±5°C,焊接时间应不超过3s,波 峰焊接后切忌振动或冲击LED,直到恢复常温状态。波峰焊机的温度参数要定期检测， 这是由LED的特性决定的，过热或波动的温度会直接损坏LED或造成LED质量隐患， 尤其对于小尺寸的3mm的圆形和椭圆形LEDo
（7） 虚焊控制°LED显示屏在出现LED不亮时，往往有超过50%概率为各种类型 的虚焊引起的，如LED管脚虚焊、IC管脚虚焊、排针排母虚焊等。这些问题的改善 需要严格地改善工艺并加强质量检验来解决，对此，出厂前的振动测试是一种好的检 验方法。
（8） 散热设计。LED工作时会发热，温度过高会影响LED的衰减速度和稳定性， 故PCB的散热设计、箱体的通风散热设计都会影响LED的寿命。
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